小浪底水利枢纽位于三门峡水利枢纽下游130公里、河南省洛阳市以北40公里的黄河干流上，控制流域面积69.4万平方公里，占黄河流域面积的92.3%。坝址所在地南岸为孟津县小浪底村，北岸为济源市蓼坞村，是黄河中游最后一段峡谷的出口。
小浪底水利枢纽坝顶高程281m，正常高水位275m，库容126.5亿m3，淤沙库容75.5亿m3，调水调沙库容10.5亿立方米，长期有效库容51亿m3，千年一遇设计洪水蓄洪量38.2亿m3，万年一遇校核洪水蓄洪量40.5亿m3。死水位230m，汛期防洪限制水位254m，防凌限制水位266m。防洪最大泄量17000亿m3/s，正常死水位泄量略大于8000m3/s。小浪底水库正常蓄水位时淹没影响面积277.8km2，施工区占地23.33km2，共涉及河南、山西两省的济源、孟津、新安、渑池、陕县、平陆、夏县、垣曲8县（市）33个乡镇，动迁年移民20万人。 1991年9月，小浪底水利枢纽工程前期工程开工。2009年4月，全部工程通过竣工验收，是国家“八五”重点建设项目。
工程全部竣工后，水库面积达272.3平方公里，控制流域面积69.42万平方公里；总装机容量为180万千瓦，年平均发电量为51亿千瓦时；每年可增加40亿立方米的供水量。小浪底水库两岸分别为秦岭山系的崤山、韶山和邙山；中条山系、太行山系的王屋山。它的建成将有效地控制黄河洪水，可使黄河下游花园口的防洪标准由六十年一遇提高到千年一遇，基本解除黄河下游凌汛的威胁，减缓下游河道的淤积，小浪底水库还可以利用其长期有效库容调节非汛期径流，增加水量用于城市及工业供水、灌溉和发电。它处在承上启下控制下游水沙的关键部位，控制黄河输沙量的100%，可滞拦泥沙78亿吨，相当于20年下游河床不淤积抬高。
1994年9月主体工程开工，1997年10月28日实现大河截流，1999年底第一台机组发电，2001年12月31日全部竣工，总工期11年，坝址控制流域面积69.42万平方公里，占黄河流域面积的92.3%。水库总库容126.5亿立方米，长期有效库容51亿立方米。工程以防洪、减淤为主，兼顾供水、灌溉和发电，蓄清排浑，除害兴利，综合利用。
小浪底工程由拦河大坝、泄洪建筑物和引水发电系统组成。
小浪底工程拦河大坝采用斜心墙堆石坝，设计最大坝高154米，坝顶长度为1667米，坝顶宽度15米，坝底最大宽度864米。坝体启、填筑量5l.85万立方米、基础混凝土防渗墙厚l.2米、深80米。其填筑量和混凝土防渗墙均为国内之最。坝顶高程281米，水库正常蓄水位275米，库水面积272平方公里，总库容126.5亿立方米。水库呈东西带状，长约130公里，上段较窄，下段较宽，平均宽度2公里，属峡谷河道型水库。坝址处多年平均流量1327立方米/秒，输沙量16亿吨，该坝建成后可控制全河流域面积的92.3%。
由于地形、地质条件的限制和进水口防淤堵等运用要求、泄洪、排沙、引水发电建筑物均布置在左岸，形成进水口、洞室群、出水口消力塘集中布置的特点。在面积约1k㎡的单薄山体中集中布置了各类洞室100多条。9条泄洪排水洞、6条引水发电洞和1条灌溉洞的进水口组合成一字形排列的10座进水塔，其上游面在同一竖直面内，前缘总宽276.4m，最大高度113m。各洞进口错开布置，形成高水泄洪排污，低水泄洪排沙、中间引水发电的总体布局，可防止进水口淤堵、降低洞内流速、减轻流道磨蚀、提高闸门运用的可靠性。其中6条引水发电洞和3条排沙洞进口共组成3座发电进水塔，每座塔布置两条发电洞进口，其下部中间为一条排水洞进口，高差15—20m，可使粗沙经排沙洞下泄，减少对水轮机的磨蚀。9条泄洪排沙洞由3条导流隧洞改建的3条孔板洞、3条明流洞、3条排沙洞组成，与1条溢洪道在平面上平行布置，其出口处设总宽356米、总长210米、最大深度28米的2级消力塘，对以上10股水流集中消能，经泄水渠与下游黄河连接。进水塔和消力塘开挖形成的进出口高边坡最高达120米。为保证高边坡稳定，采用了减载、排水及1100多根预应力锚索支护、竖直抗滑桩加固的综合治理措施，取得了良好的效果。
引水发电系统也布置在枢纽左岸。包括6条发电引水洞、地下厂房、主变室、闸门室和3条尾水隧洞。厂房内安装6台30万千瓦混流式水轮发电机组，总装机容量180万千瓦，多年平均年发电量45.99亿千瓦.时/58.51亿千瓦.时（前10年/后10年）。
小浪底水利枢纽主体工程建设采用国际招标，以意大利英波吉罗公司为责任方的黄河承包商中大坝标，以德国旭普林公司为责任方的中德意联营体中进水口泄洪洞和溢洪道群标，以法国杜美兹公司为责任方的小浪底联营体中发电系统标。1994年7月16日合同签字仪式在北京举行。
开发目标以防洪（防凌）、减淤为主，兼顾供水、灌溉和发电，蓄清排浑，除害兴利，综合利用。小浪底水利枢纽战略地位重要，工程规模宏大,地质条件复杂，水沙条件特殊，运用要求严格，被中外水利专家称为世界上最复杂的水利工程之一。